Maneres tradicionals i alternatives de generar electricitat

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Actualment, la humanitat utilitza totes les maneres possibles de generar electricitat. És difícil sobreestimar la importància d'aquest recurs. I el seu consum creix cada dia. Per aquest motiu, cada cop es presta més atenció als mètodes no tradicionals de generació d'electricitat. Al mateix temps, aquestes fonts en aquesta fase de desenvolupament no poden satisfer plenament les necessitats de la població de la terra. Aquest article repassa breument les principals maneres tradicionals i alternatives de generar electricitat.

Aconseguir electricitat de les centrals tèrmiques

Aquest mètode de generació d'electricitat és el més comú. Per exemple, a la Federació Russa, les fonts de calor representen gairebé el 80% de tota la generació del recurs necessari. Passen els anysEls ecologistes ja estan pràcticament cridant sobre l'impacte negatiu d'aquestes estructures d'enginyeria sobre el medi ambient i la salut humana, però les estacions construïdes a mitjans del segle passat (o fins i tot les anteriors a la revolució) continuen proveint d'electricitat les ciutats poblades i les grans empreses industrials.

Les fonts de calor són mètodes tradicionals de generació d'electricitat. I ara, des de fa tres o quatre dècades, ocupen una posició capdavantera en el rànquing pel que fa a la producció. I això malgrat el ràpid desenvolupament de mètodes alternatius de generació d'electricitat.

En tots els projectes d'enginyeria, es distingeix un tipus d'estructura especial. Es tracta de centrals combinades de calor i electricitat, la funció addicional de les quals és subministrar calor a les cases i apartaments dels ciutadans. Segons els experts, l'eficiència d'aquestes centrals elèctriques és extremadament baixa i la transferència del recurs generat a llargues distàncies s'associa a grans pèrdues.

La generació d'energia es realitza de la següent manera. Es crema combustible sòlid, líquid o gasós, escalfant l'aigua de la caldera a temperatures importants. La força del vapor impulsa les pales de la turbina, fent que el rotor del generador de la turbina giri i generi electricitat.

Les centrals hidroelèctriques són una manera prometedora de generar electricitat

La construcció d'estructures d'enginyeria complexes dissenyades per convertir l'energia de l'aigua en electricitat va començar a l'Imperi Rus. Han passat molts anys des de llavors, i aquesta font encara està activa.utilitzat. Durant els anys d'industrialització de l'URSS (1930), les centrals hidroelèctriques gegants van créixer per tot el país. Totes les forces d'un país jove i fràgil es van llançar a la construcció d'aquests gegants (que només val una central hidroelèctrica de Zaporizhzhya!). Les estructures d'enginyeria d'aquells anys encara estan en funcionament i generen una quantitat important d'electricitat.

En l'actualitat, l'Estat aposta pel desenvolupament de maneres "verdes" de generar electricitat. Per tant, es finança activament la construcció de centrals hidroelèctriques modernes i molt productives a tot el país. L'estratègia de construcció d'equipaments de mida mitjana als petits afluents dels rius s'ha justificat plenament. Una d'aquestes estacions pot satisfer completament les necessitats d'electricitat de petits assentaments adjacents. A escala nacional, això comportarà un augment de l'eficiència de l'economia nacional i la competitivitat dels fabricants nacionals de béns industrials.

Els desavantatges d'aquesta tecnologia inclouen l'elevat cost d'aquests objectes i els períodes de recuperació molt llargs. Els principals costos són per a la construcció de la presa. Però cal aixecar el propi edifici (edificis administratius i de màquines), construir un dispositiu per a l'abocament d'aigua, etc. Els paràmetres i la composició de l'estructura depenen de molts factors: la potència instal·lada dels generadors i la pressió de l'aigua, el tipus de central elèctrica (presa, canal, derivació, emmagatzematge, marea). Les centrals hidroelèctriques dels grans rius navegables també tenen rescloses i canals navegables complexos per garantir la migració dels peixos cap a les zones de desove.

Indústria de l'energia nuclear

La central nuclear avui ja no sorprèn a ningú. Aquestes instal·lacions van començar a construir-se activament a l'URSS. Per tant, aquesta tecnologia pertany als mètodes tradicionals de generació d'electricitat.

Les centrals nuclears encara s'estan construint activament no només a Rússia, sinó també a països propers i llunyans. Per exemple, una empresa amb arrels russes Rosatom finança la construcció d'aquesta font a la República de Bielorússia. Per cert, aquesta estació serà la primera d'aquest territori.

L'actitud del món davant l'energia nuclear és molt ambigua. Alemanya, per exemple, va decidir seriosament abandonar completament l'àtom pacífic. I això en un moment en què la Federació Russa està invertint activament en la construcció de noves instal·lacions d'última generació.

Els científics han establert de manera fiable que els dipòsits de combustible nuclear a les entranyes de la terra són molt més grans que totes les reserves de matèries primeres d'hidrocarburs (petroli i gas). La demanda cada cop més gran d'hidrocarburs fa que el seu preu augmenti. És per això que el desenvolupament de l'energia nuclear té els seus fruits.

Energia eòlica

La indústria de l'energia eòlica a escala industrial va sorgir relativament recentment i es va afegir a la llista de maneres no tradicionals de generar electricitat. I aquesta és una tecnologia molt prometedora. Amb un alt grau de probabilitat, es pot argumentar que en un futur llunyà, els molins de vent generaran tanta electricitat com la humanitat necessita. I no són paraules buides, perquè segons les estimacions més modestescientífics, la força total del vent a la superfície del globus és almenys cent vegades més gran que la potència de tots els recursos hídrics.

El principal problema és la inconsistència dels fluxos d'aire, que dificulta la predicció de la producció d'energia. Els vents bufen constantment al vast territori de Rússia. I si aprens a utilitzar de manera eficaç i eficient aquest recurs inesgotable, podràs satisfer totes les necessitats de la indústria pesant i de la població del país.

Malgrat els beneficis evidents de l'ús de l'energia eòlica, la quantitat d'electricitat generada pels parcs eòlics no supera l'un per cent del total. Els equips per a aquestes finalitats són molt cars, a més, aquestes instal·lacions no seran efectives a totes les zones i el transport d'electricitat a llargues distàncies està associat a grans pèrdues.

Energia geotèrmica

El desenvolupament de les fonts geotèrmiques va marcar una nova fita en la història del desenvolupament de mètodes alternatius de generació d'electricitat.

El principi de generació d'energia és el subministrament d'energia cinètica i potencial del vapor d'aigua calenta des d'una font subterrània a les pales d'una turbina generadora, que produeix corrent mitjançant moviments de rotació. En teoria, la diferència de temperatura a la superfície i a les profunditats de l'escorça terrestre és característica de qualsevol zona. No obstant això, acostuma a ser mínim, i no és possible utilitzar-lo per generar electricitat. La construcció d'aquestes estacions només es justifica adeterminades zones del nostre planeta (sísmicament actives). Islàndia és pionera en el desenvolupament d'aquest mètode. Les terres de la Kamtxatka russa també es poden utilitzar per a aquests propòsits.

El principi d'obtenció d'energia és el següent. L'aigua calenta de les entranyes de la terra surt a la superfície. La pressió aquí és molt més baixa, la qual cosa fa que l'aigua bulli. El vapor separat es dirigeix a través de la canonada i fa girar les pales de les turbines del generador. És difícil predir el futur d'aquesta forma moderna de generar electricitat. Potser aquestes estacions es construiran massivament al territori de la Federació Russa, o potser aquesta idea desapareixerà amb el temps i ningú se'n recordarà.

Desenvolupament de l'energia tèrmica oceànica

Els oceans del món són sorprenents en la seva escala. Els especialistes no poden donar ni tan sols una estimació aproximada de la quantitat d'energia tèrmica que s'hi acumula. Una cosa està clara: una quantitat colossal de recursos segueix sense utilitzar-se. Actualment, ja s'han construït prototips de centrals elèctriques que converteixen l'energia tèrmica de les aigües oceàniques en corrent. No obstant això, es tracta de projectes pilot i no hi ha cap certesa que aquesta àrea de l'energia es desenvolupi encara més.

Flux i reflux al servei de la indústria de l'energia elèctrica

Transformar la poderosa força del flux i el reflux en valuosos derivats és una nova manera de generar electricitat. La naturalesa d'aquests fenòmens és ara coneguda i no provoca aquest temor reverent que va sorgir entre els nostres avantpassats. Això es deu a la influència del camp magnèticsatèl·lit fidel del planeta: la lluna.

Els corrents de marea i refluig més notables s'observen a les aigües poc profundes dels mars i oceans, així com als llits dels rius.

La primera estació que realment va donar un resultat es va construir l'any 1913 al Regne Unit, prop de Liverpool. Des de llavors, molts països han intentat repetir l'experiència, però al final van abandonar aquesta empresa per diferents motius.

Energia solar

De fet, tots els combustibles fòssils naturals es van formar fa milions d'anys amb la participació i sota la influència de la llum solar. Així, podem dir que la humanitat ha utilitzat durant molt de temps i activament els productes obtinguts del sol. De fet, la presència de rius i llacs la devem a aquesta font inesgotable, que assegura la circulació de l'aigua. Tanmateix, això no és el que s'entén per energia solar moderna. Fa relativament poc temps, els científics han estat capaços de desenvolupar i produir bateries especials. Generen electricitat quan la llum solar arriba a la seva superfície. Aquesta tecnologia fa referència a una forma alternativa de generar electricitat.

El sol és potser la font més poderosa de totes les conegudes actualment. En tres dies, el planeta Terra rep tanta energia com no està continguda en tots els dipòsits explorats i potencials de tot tipus de recursos tèrmics. Tanmateix, només 1/3 d'aquesta energia arriba a la superfície de l'escorça terrestre i la major part es dissipa a l'atmosfera. I tanmateix estem parlant de volums colossals. Segons els experts, un petit dipòsitrep tanta energia com una central tèrmica bastant gran.

Hi ha instal·lacions al món que utilitzen l'energia de la llum solar per produir vapor. Acciona un generador i genera electricitat. Tanmateix, aquestes instal·lacions són molt rares.

Independentment del principi pel qual es genera l'electricitat, la instal·lació ha d'estar equipada amb un col·lector, un dispositiu per concentrar la llum solar. Segur que molts han vist plaques solars amb els seus propis ulls. Sembla que estan sota un vidre fosc. Resulta que aquest recobriment és el col·lector més senzill. El principi del seu funcionament es basa en el fet que un material transparent fosc transmet els raigs del sol, però retarda i reflecteix la radiació infraroja i ultraviolada. Dins de la bateria hi ha tubs amb una substància de treball. Com que la radiació tèrmica no es transmet a través de la pel·lícula fosca, la temperatura dels fluids de treball és molt superior a la temperatura ambient. Cal tenir en compte que aquestes solucions funcionen amb eficàcia només en latituds tropicals, on no cal girar el col·lector després del sol.

Un altre tipus de recobriment és un mirall còncau. Aquest equip és una solució molt cara, per la qual cosa no ha trobat una àmplia aplicació. Aquest col·lector pot proporcionar calefacció fins a tres mil graus centígrads.

Aquesta direcció s'està desenvolupant ràpidament. A Europa, no sorprendràs ningú amb les cases desconnectades de les xarxes elèctriques. Tanmateix, a escala industrialL'electricitat no es genera amb aquest mètode. Els panells solars llueixen als terrats d'aquestes cases. Aquesta és una inversió molt qüestionable. En el millor dels casos, la instal·lació d'aquests equips només tindrà beneficis després de deu anys de funcionament.

Utilitzar corrents marins

Aquesta és una manera molt inusual de generar electricitat. A causa de la diferència de temperatura a les regions del nord dels oceans i del sud (equatorial), sorgeixen corrents potents al llarg del volum. Si una turbina està immersa a l'aigua, un corrent potent la farà girar. Aquesta és la base del principi de funcionament d'aquestes centrals elèctriques.

No obstant això, actualment aquesta font d'energia no s'utilitza activament. Hi ha molts reptes d'enginyeria encara per resoldre. Només s'estan realitzant treballs experimentals. Els britànics són els més actius en aquesta direcció. És possible que en un futur proper apareguin colònies de centrals elèctriques a la costa de Gran Bretanya, les pales de les quals seran posades en moviment pels corrents marins.

Formes d'aconseguir electricitat a casa

A casa també es pot generar electricitat. I si et prens aquest problema seriosament, fins i tot pots cobrir les necessitats d'electricitat de la llar.

En primer lloc, cal tenir en compte que alguns dels mètodes enumerats per generar electricitat són bastant aplicables en una economia privada. Així doncs, molts pagesos i únics propietaris de finques rurals instal·len molins de vent a les seves parcel·les. A més, els panells solars es poden veure cada cop més sovint als terrats de les cases de camp.

Hi ha d' altresmaneres de produir electricitat, però la seva aplicació pràctica està fora de dubte. Això és més per diversió o per experimentar.